Thèse Rôle des Voies de Signalisation Rétrograde Mitochondriale et de Détection Cytoplasmique de l'O Dégron Nterminal dans l'Émergence des Plantules d'Arabidopsis du Sol H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation École doctorale : Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème Laboratoire de recherche : IPS2 - Institut de Sciences des Plantes de Paris-Saclay Direction de la thèse : Livia MERENDINO ORCID 0000000315935442 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-06T23:59:59 Dans les champs, les graines sont souvent enfouies dans le sol et germent dans l'obscurité totale. Sous terre, les plantules subissent un processus de développement dépendant de l'obscurité appelé skotomorphogénèse, qui les prépare à émerger du sol et à passer à une croissance dirigée par la lumière (photomorphogénèse) lorsqu'elles atteignent la surface (déétiolement). L'environnement souterrain impose un stress hypoxique (faible teneur en oxygène) aux plantules. Des travaux récents in vitro montrent que la skotomorphogénèse des plantules d'Arabidopsis est régulée par la disponibilité en oxygène : un faible niveau d'oxygène stabilise les facteurs de transcription du groupe VII des facteurs de réponse à l'éthylène (ERFVII), tandis qu'un niveau plus élevé d'oxygène entraîne leur dégradation cytoplasmique via la voie du dégron Nterminal.
Lors de l'émergence, l'énergie provient principalement de la respiration mitochondriale. Nous avons récemment démontré que la skotomorphogénèse est reprogrammée en réponse à une déficience de la respiration mitochondriale, via la voie de signalisation rétrograde ANAC017 mitochondrieversnoyau. De plus, l'hypoxie affecte généralement la respiration mitochondriale, l'oxygène étant l'accepteur final des électrons de la chaîne de transport d'électrons mitochondriale lors de la phosphorylation oxydative.Toutes ces études soutiennent le modèle selon lequel l'O constitue un facteur environnemental que la plante utilise pour réguler son développement. L'objectif du projet de doctorat est de déterminer le lien entre l'hypoxie et la déficience respiratoire mitochondriale, ainsi que leurs rôles dans le contrôle du développement des plantules lors de l'émergence du sol, et d'identifier les fonctions et les interactions entre la voie rétrograde mitochondriale et la voie de signalisation cytoplasmique du degron Nterminal.

Des analyses de l'expression génique et du métabolisme, du profil skotomorphogénique, des paramètres physiologiques, de l'efficacité d'émergence des plantules étiolées, ainsi que du verdissement et des taux de survie des plantules en cours de déétiolement seront réalisées chez des mutants d'Arabidopsis présentant des altérations des voies de signalisation rétrograde mitochondrieversnoyau et/ou des voies du degron Nterminal. In natural settings, seeds may be buried in soil and germinate without light. Under these dark conditions, the seedlings develop through a specific early program known as skotomorphogenesis, including: a fast-growing hypocotyl that pushes the plant toward the surface before the seed stored nutrients are exhausted; small, non-green cotyledons; and an apical hook that shields the shoot apical meristem from mechanical damage caused by the surrounding soil. When the seedling finally emerges from the soil surface and is exposed to light (de-etiolation), skotomorphogenesis shifts to photomorphogenesis. This switch is morphologically evident as the cotyledons rapidly open, expand, and turn green, while chloroplast formation and photosynthetic activity commence. The transition is also accompanied by a reprogramming of gene expression. Although skotomorphogenesis and photomorphogenesis have been extensively investigated in vitro by moving seedlings from darkness to light, relatively little is known about how the soil environment itself influences these processes during emergence. The aim of the PhD project is to determine the roles of the mitochondrial retrograde and N-end degron signaling pathways in regulating seedling development during emergence from the soil. The experimental setup is based on a sterile agar plate with a sand top-layer system developed in the lab.
Analyses of gene expression and metabolism, skotomorphogenic profile, physiological parameters, emergence efficiency of etiolated seedlings, and greening and survival rates of emerged and de-etiolated seedlings will be performed in Arabidopsis mutants with altered mitochondria-to-nucleus retrograde signaling pathways and/or N-end degron pathways.

physiologie des plantes , biologie moléculaire